[其他]测量电路

说明书

本发明涉及可测量输入信号的测量电路。

本发明涉及一种测量电路，该电路可提供一个作为一输入信号的函数的输出信号。该输入信号被耦合到一发生装置上，该装置包括有电抗装置以形成一定量或数目的电荷包。该发生装置提供一个发生器信号，该信号包括有上述的电荷包，并且对该输入信号敏感。该发生器信号被耦合到一个测量该发生器信号的测量装置上，其方式通常是将电荷包作为该电抗装置的函数进行积累。该测量装置提供一个随该发生器信号而改变的测量信号。该测量信号被加到反馈装置，该反馈装置则提供一个随该测量信号而变化的反馈信号。该反馈信号再耦合到发生装置并控制该发生装置所产生的电荷包。该发生装置接着提供一个代表该大量的或若干个电荷包的输出信号。该测量电路通常电括有输出装置，它对电荷包的量或数同进行计数，从而提供随该输入变化的模拟输出、数字输出、或者数字和模拟混合输出。

图1是本发明发送器的第一实施方案的示意图;

图2是采用容性传感器的发送器的第二实施方案的示意图;

图3是相应于图2的定时图;

图4是本发明输出装置的第一实施方案的示意图;

图5是本发明输出装置的第二实施方案的示意图;

图6是采用电阻电桥式传感器的发生器的第三实施方案的示意图;

图7是本发明的发送器的第四实施方案的示意图;

图8是相应于图7的定时图;

图9是本发明的输出装置的第三实施方案的示意图;

图10是本发明的电压测量电路的示意图;

图11是相应于图10的定时图。

图1中的测量电路的第一实施方案大致在10里表示出来。输入14在线16上提供一个信号，该信号可以是电位、电流、电压、温度、流量、pH值或者其它被检测的变量。包括有许多信号路径的线16将输入14加到发生装置18，以提供给发生装置18一个或多个表征被测变量的信号。图1中的线16可电括有多个电导体、一条光缆压力通路或者其它耦合装置。

发生装置18包括一个耦合到输入装置14的电抗装置11和一个开关装置13，该开关装置由一个来自反馈装置19并加到线19的反馈信号所控制。电抗装置11耦合到开关装置13，以便在线35上将代表被测参数的大量的或若干电荷包加到测量装置34。“包”这一词是指离散的电荷量，当电容从第一电位被充至不同于第一电位的第二电位时，这些电荷量流进或流出电容。一个包的电荷量与电容以及与该第一与第二电位之间的差值成正比。该发生装置18将线35上的具有第一极性的第1电荷包以及具有与第一极性相反的第二极性的第2电荷包耦合到测量装置34。该测量装置34通过从第1电荷包中减去第2电荷包来累积电荷。当测量装置中的电荷累积到达一选定的电平时，即产生一测量信号28，该信号在线28A上从测量装置34耦合回反馈装置9，以便控制在线19上的反馈信号的量。第1和第2电荷包在线35上正馈耦合到测量装置34，以及线28A上测量信号和线19上反馈信号反馈耦合发生装置18，引起了测量信号28的循环工作。响应28A上测量信号的产生，反馈信号9在线19上产生反馈信号，该信号接着启动开关装置13以在线35上为测量装置34提供代表所测参数的一个或数个电荷包。接到线35上的第1电荷包使测量装置34中的电荷累积增加。接至线35上的第2电荷包使测量装置34中的电荷累积减少。第2电荷包可具有一个实质上是恒定的幅值，或可交替地代表所测的参数。当测量装置34中累积的电荷在一段时间内与选定电平平衡时，测量装置34即再次产生测量信号28。使电荷累积返回到选定电平所高的一个定量或数目的电荷包，就表征该参数。在发生装置18、测量装置34与反馈装置9之间存在着电荷平衡的相互作用。一定量的或一定数目的第一极性的电荷包使测量装置34中的电荷累积失去平衡，而一定量的或一定数目的第2极性的电荷包被加到测量装置34，直至该测量装置中的电荷返回到选定的电平的平衡状态，在这一点上可以产生测量信号28。该第1和第2极性的电荷包的量或数目代表了被测的参数。该测量装置34中的这种电荷积累最好是连续的而不是周期地回零。那些超过用来平衡测量装置34中累积的电荷包的累积量被带到下一个测量间隔中。这种把电荷往下传的方式改善了数个测量周期内的测量精度。在长时间内电荷包数目的平均值趋向于代表被测参数的精确值，这是因为测量装置34中的电荷包的少量累积，在测量周期的末尾不被清除也不丢掉，而是传下去并影响下一个测量间隔。